【正文】 輸入誤差 信 號(hào) 成 比 例 關(guān) 系 。 PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象﹐或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用 PID 控制技術(shù)。 PID 控制器問(wèn)世至今已有近 70 年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。雖然硬件電路較復(fù)雜，但其克服了傳統(tǒng)的 PWM 控制方法的不足，適用于各種脈寬調(diào)制軟開關(guān)逆變器，具有反應(yīng)快、開關(guān)頻率恒定、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，此外，單周控制還能優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)、減小畸變和抑制電源干擾，是一種很有前途的控制方法。圖中 K 可以是任何物理開關(guān)，也可是其它可轉(zhuǎn)化為開關(guān)變量形式的抽象信號(hào)。該技術(shù)同時(shí)具有調(diào)制和控制的雙重性，通過(guò)復(fù)位開關(guān)、積分器、觸發(fā)電路、比較器達(dá)到跟蹤指令信號(hào)的目的。如把各輸出波形用傅里葉變換分析，則它們的低頻段特性非常接近，僅在高頻段略有差異。這里所說(shuō)的效果基本相同。 在采樣控制理論中有一個(gè)重要的結(jié)論，即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上，其效果基本相同。也就是在輸出波形的半個(gè)周期中產(chǎn)生多個(gè)脈沖，使各脈沖的等值電壓 為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次斜波諧波少。加上使用自關(guān)斷器件，開關(guān)頻率大 幅度提高，輸出波形可以非常接近正弦波。由于輸出等幅脈沖只需恒定直流電源供電，可用不可控整流器取代相控整流器，使電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)大大改善。而輸出頻率的變化可通過(guò)改變此脈沖的調(diào)制周期來(lái)實(shí)現(xiàn)。 最優(yōu) 模糊控制器設(shè)計(jì)的研究 :依據(jù)恰當(dāng)提出的性能指標(biāo)，規(guī)范控制規(guī)則的設(shè)計(jì)依據(jù)，并在某種意義上達(dá)到最優(yōu)。這方面的嘗試有待深入。 模糊控制算法改進(jìn)的研究 :由于模糊邏輯的范疇很廣，包含大量的概念和原則 。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制相結(jié)合，有望發(fā)展一套新的智能控制理論。 模糊預(yù)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和提高計(jì)算速度的方法。 模糊動(dòng)態(tài)模型的辨識(shí)方法。 模糊控制器參數(shù)最優(yōu)調(diào)整理論的確定，以及修正推理規(guī)則的學(xué)習(xí)方式和算法等。進(jìn)一步則要求我們給出 模糊控制器的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法。 178。 適合于解決工程上普遍問(wèn)題的穩(wěn)定性分析方法，穩(wěn)定性評(píng)價(jià)理論體系 。以及如何保證模糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 模糊系統(tǒng)理論還有一些重要的理論課題沒有解決。 四、模糊控制研究方向展望 模糊控制仍然是一個(gè)充滿爭(zhēng)議的領(lǐng)域。由于模糊規(guī)則和語(yǔ)言很容易被人們廣泛接受，加上模糊化技術(shù)在微處理器和計(jì)算機(jī)中能很方便的實(shí)現(xiàn)，所以這種結(jié)合展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和良好的效果。 常規(guī)模糊控制的兩個(gè)主要問(wèn)題在于：改進(jìn)穩(wěn)態(tài)控制精度和提高智能水平與適應(yīng)能力。 三、模糊控制應(yīng)用研究現(xiàn)狀 模糊控制具有良好控制效果的關(guān)鍵是要有一個(gè)完善的控制規(guī)則。 178。 178。 178。 178。 模糊控制是一種基于規(guī)則的控制。 二、模糊控制基礎(chǔ) 模糊控制的基本思想是利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)人的控制經(jīng)驗(yàn)，而這些經(jīng)驗(yàn)多是用語(yǔ)言表達(dá)的具有相當(dāng)模糊性的控制規(guī)則。近 20 多年來(lái)，模糊控制不論從理論上還是技術(shù)上都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，成為自動(dòng)控制領(lǐng)域中一個(gè)非?；钴S而又碩果累累的分支。模糊控制的一大特點(diǎn)是既具有系 統(tǒng)化的理論，又有著大量實(shí)際應(yīng)用背景。這一開拓性的工作標(biāo)志著模糊控制論的誕生。 1965 年，美國(guó)的 創(chuàng)立了模糊集合論； 1973 年他給出了模糊邏輯控制的定義和相關(guān)的定理。連鎖要求只要有一個(gè)窯排氣，總排氣閥要打開，只有總進(jìn)氣閥打開，才能起動(dòng)各窯進(jìn)氣閥。按下各窯的起動(dòng)按鈕后 ，各窯開始運(yùn)行，按下其停止按鈕，各窯停止運(yùn)行，按下急停按鈕，禁止各窯的輸出控制。按下總停止按鈕，整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行。它能保證產(chǎn)品質(zhì)量，保證生產(chǎn)進(jìn)度，不受天氣影響。用戶可以根據(jù)砌塊的工藝要求指定養(yǎng)護(hù)規(guī)則，由手動(dòng)或自動(dòng)方法控制養(yǎng)護(hù)程序的進(jìn)行。但是在一些規(guī)模較小的砌塊加工場(chǎng)所還經(jīng)常用到這種養(yǎng)護(hù)方法。缺點(diǎn)是養(yǎng)護(hù)周期太長(zhǎng)，受環(huán)境溫度影響大，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求較高時(shí)，無(wú)法保證高質(zhì)量與短生產(chǎn)周期。一種是傳統(tǒng)的自然養(yǎng)護(hù)；自然養(yǎng)護(hù)只需要一個(gè)可供養(yǎng)護(hù)的露天場(chǎng)地，靠陽(yáng)光加溫。% 砌塊在生產(chǎn)過(guò)程中最后一道工序是養(yǎng)護(hù)。 砌塊生產(chǎn)線溫度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)功能及主要技術(shù)指標(biāo) 1．系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能： 養(yǎng)護(hù)窯溫度自動(dòng)采集顯示功能 溫度曲線顯示功能 養(yǎng)護(hù)窯溫度自動(dòng)控制功能 給定溫度曲線，自動(dòng)控制養(yǎng)護(hù)窯溫度功能 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能 2．主要技術(shù)指標(biāo)： 給定溫度曲線控制功能； 溫度 PID 調(diào)節(jié)控制功能， P、 I、 D 參數(shù)可調(diào)； 溫度采集精度：177。系統(tǒng)采用漢字操作界面，使用十分方便。 IPC 控制系統(tǒng)可根據(jù)砌塊養(yǎng)護(hù)的特點(diǎn)確定的溫度曲線進(jìn)行嚴(yán)格的溫度控制，使養(yǎng)護(hù)窯溫度按照所給定的溫度曲線運(yùn)行。 每種方式都各有優(yōu)缺點(diǎn)。溫度養(yǎng)護(hù)原理是：蒸氣發(fā)生裝置產(chǎn)生飽和水蒸氣，通過(guò)固定管線輸送到各養(yǎng)護(hù)窯內(nèi)，對(duì)所生產(chǎn)的砌塊進(jìn)行溫度養(yǎng)護(hù)，并由養(yǎng)護(hù)窯溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)各養(yǎng)護(hù)窯進(jìn)行溫度控制。傳統(tǒng)的建材制造工藝越來(lái)越顯露出產(chǎn)品質(zhì)量差，產(chǎn)量小，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的缺點(diǎn)。公司全套引進(jìn)并消化吸收美國(guó)哥倫比亞機(jī)械公司 1600HF 型高強(qiáng)彩色混凝土空心砌塊自動(dòng)化生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力 10 萬(wàn)立方米，這在云南乃至西南地區(qū)都是第一家。 例如： 華泰的這條生產(chǎn)線具有 MBS 數(shù)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程傳感技術(shù)，計(jì)量準(zhǔn)確，成型主機(jī)由世界先進(jìn)的模箱振動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)勁激振力復(fù)合而成，全自動(dòng)監(jiān)控的蒸汽養(yǎng)護(hù)窯，采用氣流循環(huán)原理，高效節(jié)能，溫度均衡，10 小時(shí)內(nèi)使砌塊坯體迅速得到養(yǎng)護(hù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。溫度養(yǎng)護(hù)原理是：蒸氣發(fā)生裝置產(chǎn)生飽和水蒸氣，通過(guò)固定管線輸送到各養(yǎng)護(hù)窯內(nèi)，對(duì)所生產(chǎn)的砌塊進(jìn)行溫度養(yǎng)護(hù)，并由養(yǎng)護(hù)窯溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)各養(yǎng)護(hù)窯進(jìn)行溫度 控制。生產(chǎn)成型的砌塊在不同的溫度養(yǎng)護(hù)過(guò)程中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，會(huì)有不同質(zhì)量的砌塊生產(chǎn)出來(lái)。傳統(tǒng)的建材制造工 藝越來(lái)越顯露出產(chǎn)品質(zhì)量差，產(chǎn)量小，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的缺點(diǎn)。下面介紹一種以 PLC 為控制核心、以模糊控制 、 PWM 控制、 PID 控制 理論為依據(jù)， 通過(guò)模糊算法、 PID 算法等優(yōu)化算法來(lái)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù) 窯溫度控制。對(duì) GJ 型系列養(yǎng)護(hù)窯，整個(gè)控制系統(tǒng)是由新式窯體結(jié)構(gòu)、熱工供調(diào)系統(tǒng)、工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的成套技術(shù)工藝設(shè)備，一般的其控制核心為單片機(jī)，這類控制系統(tǒng)雖然具有成本低、體積小、程序簡(jiǎn)短等優(yōu)點(diǎn)，但只適合小型控制系統(tǒng)，對(duì)于較大型控 制系統(tǒng)，不但成本大大增加，而且可靠性較差，對(duì)要求較高的系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的砌塊上在全自然的環(huán)境中生產(chǎn)出來(lái)的，加工周期長(zhǎng)，成功率不高。目 錄 引言 第一章 緒論 養(yǎng)護(hù)窯控制技術(shù)簡(jiǎn)介 養(yǎng)護(hù)窯控制技術(shù)的研究狀況 第二章 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 工藝流程圖的設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 模糊控制方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 PWM控制方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 PID控制方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 第三章 主電路的設(shè)計(jì) 主電路圖設(shè)計(jì) 主電路電氣元件的選擇 第四章 控制電路的設(shè)計(jì) 控制方式的選擇 PLC的選型、 PLC I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì)及擴(kuò)展模塊的選擇 PID控制算法簡(jiǎn)介 PLC I/O接線圖的設(shè)計(jì) 第五章 元器件布置圖及安裝接線圖的設(shè)計(jì) 元器件布置圖的設(shè)計(jì) 安裝接線圖的設(shè)計(jì) 輸入輸出地址和內(nèi)存變量分配表 第六章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖的設(shè)計(jì) 梯形圖程序的設(shè)計(jì) 第七章 控制系統(tǒng)的抗干擾措施 第八章 三種方案的比較 模糊控制方案優(yōu)缺點(diǎn) PWM控制方案優(yōu)缺點(diǎn) PID控制方案優(yōu)缺點(diǎn) 結(jié)論 參考文獻(xiàn) 致謝信 引言 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展， 人們的生活水平的提高，各種住宅小區(qū)、商用建筑、寫字樓像雨后春筍般拔地而起。建筑業(yè)的繁榮昌盛，帶動(dòng)了砌塊生產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展與技術(shù)革新?，F(xiàn)在各個(gè)建材生產(chǎn)廠商專門研制出了一種砌塊養(yǎng)護(hù)窯，用來(lái)加快砌塊的出廠周期，以便提高生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。 PLC 具有功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便、易于編程及適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，是一種通用的自動(dòng)控制裝置，結(jié)合當(dāng)今發(fā)展較快、應(yīng)用越來(lái)越廣的模糊控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)較大型控制系統(tǒng)，且功能完善，效果好。 第一章 緒論 養(yǎng)護(hù)窯控制技術(shù)簡(jiǎn)介 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場(chǎng)上建筑材料的需求也向著高質(zhì)量、大數(shù)量方向展。 砌塊生產(chǎn)線養(yǎng)護(hù)溫度控制是砌 塊生產(chǎn)質(zhì)量控制的最后一環(huán)，也是最為重要的一環(huán)。砌塊生產(chǎn)線養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)主要由蒸氣發(fā)生裝置、蒸氣工藝管路、養(yǎng)護(hù)窯溫度控制系統(tǒng)三部分組成。 為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和滿足人們對(duì)產(chǎn)品最求的不斷提高國(guó)內(nèi)廠家開始引進(jìn)國(guó)外技術(shù)。 曲靖華泰新型墻材有限公司是云南省曲靖越鋼集團(tuán)有限公司控股的高新技術(shù)新型墻材生產(chǎn)企業(yè)，位于曲靖市麒麟?yún)^(qū)越州鎮(zhèn)。 養(yǎng)護(hù)窯控制技術(shù)的研究狀 況 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場(chǎng)上建筑材料的需求也向著高質(zhì)量、大數(shù)量方向展。 砌塊生產(chǎn)線養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)主要由蒸氣發(fā)生裝置、蒸氣工藝管路、養(yǎng)護(hù)窯溫度控制系統(tǒng)三部分組成。 砌塊生產(chǎn)線溫度養(yǎng)護(hù)的控制方式可以采用以下幾種方式： 定時(shí)器控制、 可編程定時(shí)器控制、 PLC 控制 工業(yè)控制機(jī)（ IPC）控制等。定時(shí)器控制及可編程定時(shí)器控制優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格，缺點(diǎn)是只能分段控制，不能調(diào)節(jié)，且操作不便； PLC 控制的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠，缺點(diǎn)是顯示及控制調(diào)整不便； 工業(yè)控制機(jī)（ IPC）控制則具有 PLC 控制穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，又具有豐富的顯示及控制調(diào)整的功能，并能實(shí)現(xiàn)砌塊溫度養(yǎng)護(hù)的特殊要求：即按給定的溫度曲線，對(duì)養(yǎng)護(hù)窯進(jìn)行溫度控制。采用工業(yè)控制 機(jī)進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)采集顯示功能及溫度曲線的控制功能，并且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。 采用養(yǎng)護(hù)窯自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)后，可提高養(yǎng)護(hù)溫度控制精度，提高砌塊產(chǎn)品質(zhì)量，減輕操作員的勞動(dòng)強(qiáng)度， 并能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 % 系統(tǒng)溫度控制精度： 177。目前養(yǎng)護(hù)的方法有兩種。這種養(yǎng)護(hù)方法 投資少，養(yǎng)護(hù)成本低。尤其在我國(guó)北方地區(qū)的冬季，溫度低，陽(yáng)光少，風(fēng) 沙大，天氣條件惡劣，不適用這種養(yǎng)護(hù)方法。另一種養(yǎng)護(hù)方法就是在養(yǎng)護(hù)窯中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)窯養(yǎng)護(hù)過(guò)程是嚴(yán)格按照砌塊的工藝要求實(shí)施控制的。 第二章 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 工藝流程圖的設(shè)計(jì) 控制過(guò)程應(yīng)該滿足如下要求：總起動(dòng)按鈕按下以后，整個(gè)系統(tǒng)允許運(yùn)行。每個(gè)窯都可以自行控制。 每個(gè)窯的具體流程控制要求：?jiǎn)?dòng)電動(dòng)機(jī)，供風(fēng)循環(huán)熱氣流；開啟進(jìn)氣閥門，供熱氣控溫；經(jīng)過(guò)一定時(shí)間（設(shè)恒溫 10h），關(guān)閉進(jìn)氣閥門；按下急停安鈕，停止進(jìn)氣閥、排氣閥和風(fēng)機(jī)；打開排氣閥門，排氣；按下停止按鈕，關(guān)風(fēng)機(jī)，關(guān)排氣閥，準(zhǔn)備砌塊出窯。窯溫控制示意圖如圖 所示 : 方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 模糊控制方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 模糊邏輯控制 (Fuzzy Logic Control)簡(jiǎn)稱模糊控制 (Fuzzy Control)，是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)。 1974年，英國(guó)的 首先用模糊控制語(yǔ)句組成模糊控制器，并把它應(yīng)用于鍋爐和蒸汽機(jī)的控制，在實(shí)驗(yàn)室獲得成功。 模糊控制實(shí)質(zhì)上是一種非線性控制，從屬于智能控制的范疇。 模糊控制的發(fā)展最初在西方遇到了較大的阻力；然而在東方尤其是在日本，卻得到了迅速而廣泛的推廣應(yīng)用。其典型應(yīng)用的例子涉及生產(chǎn)和生活的許多方面，例如 ： 在家用電器設(shè)備中有模糊洗衣機(jī)、空調(diào)、微波爐、吸塵器、照相機(jī)和攝錄機(jī)等；在工業(yè)控制領(lǐng)域中有水凈化處理、發(fā)酵過(guò)程、化學(xué)反應(yīng)釜、水泥窯爐等的模糊控制；在專用系統(tǒng)和其它方面有地鐵靠站停車、汽車駕駛、電梯、自動(dòng)扶梯、蒸汽引擎以及機(jī) 器人的模糊控制等。模糊控制器(Fuzzy Controller，即 FC)獲得巨大成功的主要原因在于它具有如下一些突出特點(diǎn)： 178。它直接采用語(yǔ)言型控制規(guī)則，出發(fā)點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)或相關(guān)專家的知識(shí)，在設(shè)計(jì)中不需要建立被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，因而使得控制機(jī)理和策略易于接受與理解，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于應(yīng)用。 由工業(yè)過(guò)程的定性認(rèn)識(shí)出發(fā)，比 較容易建立語(yǔ)言控制規(guī)則，因而模糊